JPH0746651B2 - ソレノイド駆動装置 - Google Patents
ソレノイド駆動装置Info
- Publication number
- JPH0746651B2 JPH0746651B2 JP59265415A JP26541584A JPH0746651B2 JP H0746651 B2 JPH0746651 B2 JP H0746651B2 JP 59265415 A JP59265415 A JP 59265415A JP 26541584 A JP26541584 A JP 26541584A JP H0746651 B2 JPH0746651 B2 JP H0746651B2
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- voltage
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
- H01H47/04—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はソレノイド駆動装置に関し、例えば電磁弁ある
いは電磁ノズルなどのソレノイドを使用するものの駆動
装置として有効に利用することができる。
いは電磁ノズルなどのソレノイドを使用するものの駆動
装置として有効に利用することができる。
［従来技術の説明］ 本発明に関連する従来技術のひとつとして、特開昭56−
34951号に記載の内燃機関の誘導性負荷に流れる電流の
制御装置がある。これは、電磁巻線に流れる電流を電流
検出抵抗で電圧として検出し、この検出電圧が電源電圧
の抵抗分圧で得られる基準電圧に達することで、前記電
流検出抵抗と並列にツェナーダイオードを接続して当該
抵抗に定電圧を印加することにより、電磁巻線に第４図
に示す始動電流IAおよび保持電流IHを与えるものであ
る。
34951号に記載の内燃機関の誘導性負荷に流れる電流の
制御装置がある。これは、電磁巻線に流れる電流を電流
検出抵抗で電圧として検出し、この検出電圧が電源電圧
の抵抗分圧で得られる基準電圧に達することで、前記電
流検出抵抗と並列にツェナーダイオードを接続して当該
抵抗に定電圧を印加することにより、電磁巻線に第４図
に示す始動電流IAおよび保持電流IHを与えるものであ
る。
このような構成によれば、保持電流IHへの切換点である
始動電流の最大値IAmaxまで始動電流IAを自由に立上ら
せ、この立上りで例えば電磁弁等を始動するので、巻線
損失が大となり不本意な発熱を招来するおそれがある。
すなわち、巻線損失の低減からすれば最大値IAmaxを低
くすることが望ましい。しかしながら上記従来技術で
は、電磁弁等の始動開始の電流値が第４図に示すように
最大値手前の電流値IA1であるので、最大値IAmaxを低く
すると電磁弁等の始動期間が狭くなり、その始動に支障
を来たすことになる。そのため、最大値IAmaxの低減が
難しく巻線損失が大きくなる。
始動電流の最大値IAmaxまで始動電流IAを自由に立上ら
せ、この立上りで例えば電磁弁等を始動するので、巻線
損失が大となり不本意な発熱を招来するおそれがある。
すなわち、巻線損失の低減からすれば最大値IAmaxを低
くすることが望ましい。しかしながら上記従来技術で
は、電磁弁等の始動開始の電流値が第４図に示すように
最大値手前の電流値IA1であるので、最大値IAmaxを低く
すると電磁弁等の始動期間が狭くなり、その始動に支障
を来たすことになる。そのため、最大値IAmaxの低減が
難しく巻線損失が大きくなる。
また、上記従来技術によれば、電磁弁等が始動動作を終
了した後も、始動電流IAが最大値IAmaxに達するまでは
巻線に大電流が流れるので、これにより巻線損失は更に
大きくなる。
了した後も、始動電流IAが最大値IAmaxに達するまでは
巻線に大電流が流れるので、これにより巻線損失は更に
大きくなる。
更に、上記従来技術によれば、基準電圧を電源電圧の抵
抗分圧で得ているために電源電圧の変動で基準電圧が変
化し、これによって電磁巻線に与えられる電流特性が変
化するので、例えば電磁弁等の安定な制御に支障を来た
すという問題がある。
抗分圧で得ているために電源電圧の変動で基準電圧が変
化し、これによって電磁巻線に与えられる電流特性が変
化するので、例えば電磁弁等の安定な制御に支障を来た
すという問題がある。
［発明の目的］ 本発明は上記観点に基づいてなされたもので、その目的
は、巻線損失を小さくすることができ、しかも、ソレノ
イドを使用する電磁弁等を電源電圧の変動に拘らず安定
に制御することができるソレノイド駆動装置を提供する
ことにある。
は、巻線損失を小さくすることができ、しかも、ソレノ
イドを使用する電磁弁等を電源電圧の変動に拘らず安定
に制御することができるソレノイド駆動装置を提供する
ことにある。
［目的を達成するための手段］ 本発明においては、駆動信号を入力する入力回路と、ソ
レノイドに流れる電流を検出し、それを表わす検出電圧
を与える検出抵抗と、前記駆動信号に応答し、定電圧制
御された第１の基準電圧およびこれよりも低い第２の基
準電圧を供給する基準電圧供給手段であって、前記第１
の基準電圧を前記駆動信号の入力後所定時間まで供給
し、前記第２の基準電圧を前記駆動信号の入力後前記所
定時間から前記駆動信号が与えられなくなるまで供給す
る前記基準電圧供給手段と、前記駆動信号に応答し、出
力として第１の制御出力または第２の制御出力を与える
比較増幅回路手段であって、前記検出電圧と前記第１ま
たは第２の基準電圧とを入力し、前記第１の基準電圧の
入力で前記第１の基準電圧と前記検出電圧との間の差を
零にするための前記第１の制御出力を与え、前記第２の
基準電圧の入力で前記第２の基準電圧と前記検出電圧と
の間の差を零にするための前記第２の制御出力を与える
前記比較増幅回路手段と、前記第１および第２の制御出
力に応答し、前記第１の制御出力に従って前記ソレノイ
ドの始動電流を一定値に制御し、前記第２の制御出力に
従って前記始動電流よりも低い別の一定値に前記ソレノ
イドの保持電流を制御する駆動回路手段とを有し、前記
比較増幅回路手段が、前記検出電圧と前記第１または第
２の基準電圧とを入力し、前記第１または第２の制御出
力を与える比較増幅器と、前記比較増幅器の入力側と出
力側との間に挿入された電圧リミッタとして機能するツ
ェナーダイオードとを含み、前記基準電圧供給手段が、
前記駆動信号が与えられている間前記比較増幅器の制御
出力を受け、前記駆動信号の入力から前記所定時間の経
過で前記第１の基準電圧を越える電圧信号を与え、前記
駆動信号が入力されなくなった時に前記第２の基準電圧
よりも低い電圧信号を与える時定数回路と、前記時定数
回路の電圧信号と前記第１または第２の基準電圧とを入
力し、前記時定数回路の電圧信号が前記第１の基準電圧
を越えたときに、前記第１の基準電圧を前記第２の基準
電圧に切換えるための第１の切換出力を与え、前記時定
数回路の電圧信号が前記第２の基準電圧よりも低くなっ
たときに、前記第２の基準電圧を前記第１の基準電圧に
切換えるための第２の切換出力を与えるコンパレータ
と、前記コンパレータの第１および第２の切換出力に応
答し、前記比較増幅器および前記コンパレータに、前記
第１の切換出力が与えられることで前記第２の基準電圧
を与え、前記第２の切換出力が与えられることで前記第
１の基準電圧を与える基準電圧回路とを含み、前記駆動
回路手段が、ベースが前記比較増幅器の出力側に接続さ
れた前段駆動トランジスタと、前記前段駆動トランジス
タによって駆動され前記ソレノイドに駆動電流を与える
後段駆動トランジスタと、前記前段駆動トランジスタの
コレクタと電源との間に挿入され前記前段駆動トランジ
スタのコレクタ電流の上限を制限する電流制限回路とを
含むソレノイド駆動回路によって、上記目的を達成す
る。
レノイドに流れる電流を検出し、それを表わす検出電圧
を与える検出抵抗と、前記駆動信号に応答し、定電圧制
御された第１の基準電圧およびこれよりも低い第２の基
準電圧を供給する基準電圧供給手段であって、前記第１
の基準電圧を前記駆動信号の入力後所定時間まで供給
し、前記第２の基準電圧を前記駆動信号の入力後前記所
定時間から前記駆動信号が与えられなくなるまで供給す
る前記基準電圧供給手段と、前記駆動信号に応答し、出
力として第１の制御出力または第２の制御出力を与える
比較増幅回路手段であって、前記検出電圧と前記第１ま
たは第２の基準電圧とを入力し、前記第１の基準電圧の
入力で前記第１の基準電圧と前記検出電圧との間の差を
零にするための前記第１の制御出力を与え、前記第２の
基準電圧の入力で前記第２の基準電圧と前記検出電圧と
の間の差を零にするための前記第２の制御出力を与える
前記比較増幅回路手段と、前記第１および第２の制御出
力に応答し、前記第１の制御出力に従って前記ソレノイ
ドの始動電流を一定値に制御し、前記第２の制御出力に
従って前記始動電流よりも低い別の一定値に前記ソレノ
イドの保持電流を制御する駆動回路手段とを有し、前記
比較増幅回路手段が、前記検出電圧と前記第１または第
２の基準電圧とを入力し、前記第１または第２の制御出
力を与える比較増幅器と、前記比較増幅器の入力側と出
力側との間に挿入された電圧リミッタとして機能するツ
ェナーダイオードとを含み、前記基準電圧供給手段が、
前記駆動信号が与えられている間前記比較増幅器の制御
出力を受け、前記駆動信号の入力から前記所定時間の経
過で前記第１の基準電圧を越える電圧信号を与え、前記
駆動信号が入力されなくなった時に前記第２の基準電圧
よりも低い電圧信号を与える時定数回路と、前記時定数
回路の電圧信号と前記第１または第２の基準電圧とを入
力し、前記時定数回路の電圧信号が前記第１の基準電圧
を越えたときに、前記第１の基準電圧を前記第２の基準
電圧に切換えるための第１の切換出力を与え、前記時定
数回路の電圧信号が前記第２の基準電圧よりも低くなっ
たときに、前記第２の基準電圧を前記第１の基準電圧に
切換えるための第２の切換出力を与えるコンパレータ
と、前記コンパレータの第１および第２の切換出力に応
答し、前記比較増幅器および前記コンパレータに、前記
第１の切換出力が与えられることで前記第２の基準電圧
を与え、前記第２の切換出力が与えられることで前記第
１の基準電圧を与える基準電圧回路とを含み、前記駆動
回路手段が、ベースが前記比較増幅器の出力側に接続さ
れた前段駆動トランジスタと、前記前段駆動トランジス
タによって駆動され前記ソレノイドに駆動電流を与える
後段駆動トランジスタと、前記前段駆動トランジスタの
コレクタと電源との間に挿入され前記前段駆動トランジ
スタのコレクタ電流の上限を制限する電流制限回路とを
含むソレノイド駆動回路によって、上記目的を達成す
る。
［発明の実施例］ 第１図は本発明によるソレノイド駆動装置の一実施例を
示す構成図である。以下電磁弁への適用を例に説明す
る。
示す構成図である。以下電磁弁への適用を例に説明す
る。
図において、１は電磁弁の駆動信号VIが印加される入力
端子で、この入力端子１にフォトカップラ２を介してス
イッチングトランジスタ３が接続されて、入力回路を構
成している。フォトカップラ２は、そのフォトダイオー
ド2aが入力端子１に接続され、フォトトランジスタ2bの
コレクタがスイッチングトランジスタ３のベースに接続
されている。フォトトランジスタ2bのエミッタはスイッ
チングトランジスタ３のエミッタと共にグラウンドされ
ている。スイッチングトランジスタ３のコレクタは、抵
抗４を介して比較増幅器５の出力側に接続されている。
なお、スイッチングトランジスタ３のベースと電源ライ
ンとの間に挿入された抵抗６はスイッチングトランジス
タ３のバイアス抵抗である。
端子で、この入力端子１にフォトカップラ２を介してス
イッチングトランジスタ３が接続されて、入力回路を構
成している。フォトカップラ２は、そのフォトダイオー
ド2aが入力端子１に接続され、フォトトランジスタ2bの
コレクタがスイッチングトランジスタ３のベースに接続
されている。フォトトランジスタ2bのエミッタはスイッ
チングトランジスタ３のエミッタと共にグラウンドされ
ている。スイッチングトランジスタ３のコレクタは、抵
抗４を介して比較増幅器５の出力側に接続されている。
なお、スイッチングトランジスタ３のベースと電源ライ
ンとの間に挿入された抵抗６はスイッチングトランジス
タ３のバイアス抵抗である。
上記スイッチングトランジスタ３のコレクタと抵抗４と
の接続点は、前段駆動トランジスタ７のベースに接続さ
れている。前段駆動トランジスタ７のコレクタは電流制
限回路８に接続され、そのエミッタは後段駆動トランジ
スタ９のベースに接続されている。電流制限回路８は、
２つのトランジスタ8a,8bと２つの抵抗8c,8dとから成
り、前段駆動トランジスタ７のコレクタ電流の上限を制
限する。この制限により、後段駆動トランジスタ９の極
端な飽和が防止される。
の接続点は、前段駆動トランジスタ７のベースに接続さ
れている。前段駆動トランジスタ７のコレクタは電流制
限回路８に接続され、そのエミッタは後段駆動トランジ
スタ９のベースに接続されている。電流制限回路８は、
２つのトランジスタ8a,8bと２つの抵抗8c,8dとから成
り、前段駆動トランジスタ７のコレクタ電流の上限を制
限する。この制限により、後段駆動トランジスタ９の極
端な飽和が防止される。
後段駆動トランジスタ９のコレクタはソレノイド10の一
端に接続され、そのエミッタはソレノイド10に流れる電
流Ｉを検出する検出抵抗11の一端に接続されている。ソ
レノイド10の他端は電源ラインに接続され、検出抵抗11
の他端はグラウンドされている。ソレノイド10に流れる
電流Ｉは後段駆動トランジスタ９によって与えられ、こ
のトランジスタ９のベース電流は前段駆動トランジスタ
７のエミッタ電流であり、そして前段駆動トランジスタ
７のベース電流は比較増幅器５の出力に依存する。
端に接続され、そのエミッタはソレノイド10に流れる電
流Ｉを検出する検出抵抗11の一端に接続されている。ソ
レノイド10の他端は電源ラインに接続され、検出抵抗11
の他端はグラウンドされている。ソレノイド10に流れる
電流Ｉは後段駆動トランジスタ９によって与えられ、こ
のトランジスタ９のベース電流は前段駆動トランジスタ
７のエミッタ電流であり、そして前段駆動トランジスタ
７のベース電流は比較増幅器５の出力に依存する。
比較増幅器５の（−）入力端子は抵抗12′を介して後段
駆動トランジスタ９と検出抵抗11との間に接続され、こ
れにより、ソレノイド10に流れる電流Ｉに応じた検出電
圧VSが（−）入力端子に与えられる。比較増幅器５の
（＋）入力端子は一方の基準抵抗12に摺動子を介して接
続されると共に他方の基準抵抗13に接続され、これによ
り、一方の基準抵抗12によって第１の基準電圧VR−１が
（＋）入力端子に与えられ、また、一方の基準抵抗12に
他方の基準抵抗13が並列挿入されることによって第１の
基準電圧VR−１よりも低い第２の基準電圧VR−２が
（＋）入力端子に与えられる。これらの入力で比較増幅
器５は、第１の基準電圧VR−１または第２の基準電圧VR
−２と検出電圧VSとの差が零になるように、前段駆動ト
ランジスタ７のベースに制御出力を与える。
駆動トランジスタ９と検出抵抗11との間に接続され、こ
れにより、ソレノイド10に流れる電流Ｉに応じた検出電
圧VSが（−）入力端子に与えられる。比較増幅器５の
（＋）入力端子は一方の基準抵抗12に摺動子を介して接
続されると共に他方の基準抵抗13に接続され、これによ
り、一方の基準抵抗12によって第１の基準電圧VR−１が
（＋）入力端子に与えられ、また、一方の基準抵抗12に
他方の基準抵抗13が並列挿入されることによって第１の
基準電圧VR−１よりも低い第２の基準電圧VR−２が
（＋）入力端子に与えられる。これらの入力で比較増幅
器５は、第１の基準電圧VR−１または第２の基準電圧VR
−２と検出電圧VSとの差が零になるように、前段駆動ト
ランジスタ７のベースに制御出力を与える。
上述した一方の基準抵抗12は一端グラウンドのツェナー
ダイオード14に並列挿入され、また、比較増幅器５の
（＋）入力端子に接続された他方の基準抵抗13の自由端
はスイッチングトランジスタ16のコレクタ−エミッタ回
路を介してグラウンドされ、このような接続構成によ
り、定電圧化された第１の基準電圧VR−１または第２の
基準電圧VR−２が比較増幅器５の（＋）入力端子に印加
されるようになっている。ツェナーダイオード14の他端
は定電流用FET15を介して電源ラインに接続されてい
る。
ダイオード14に並列挿入され、また、比較増幅器５の
（＋）入力端子に接続された他方の基準抵抗13の自由端
はスイッチングトランジスタ16のコレクタ−エミッタ回
路を介してグラウンドされ、このような接続構成によ
り、定電圧化された第１の基準電圧VR−１または第２の
基準電圧VR−２が比較増幅器５の（＋）入力端子に印加
されるようになっている。ツェナーダイオード14の他端
は定電流用FET15を介して電源ラインに接続されてい
る。
上記スイッチングトランジスタ16のベースは抵抗17を介
してコンパレータ18の出力端子に接続されている。コン
パレータ18の（＋）入力端子は抵抗19を介して前段駆動
トランジスタ７のベースに接続されると共にコンデンサ
20と抵抗21との並列接続を介してグラウンドされ、これ
により、駆動信号VIの印加で、コンデンサ20および抵抗
19ならびに抵抗21で定まる時定数で立ち上る（＋）入力
電圧VCが（＋）入力端子に与えられる。コンパレータ18
の（−）入力端子は比較増幅器５の（＋）入力端子に接
続され、これにより、第１の基準電圧VR−１または第２
の基準電圧VR−２が（−）入力端子に与えられる。この
ようなコンパレータ18は、スイッチングトランジスタ16
を、（＋）入力電圧VCが第１の基準電圧VR−１に達する
ことでオンさせ、それが第２の基準電圧VR−２以下にな
ることでオフさせる。スイッチングトランジスタ16のオ
ン状態では、一方の基準抵抗12に他方の基準抵抗13が並
列に挿入されて第１の基準電圧VR−１よりも低い第２の
基準電圧VR−２が与えられ、そのオフ状態では、他方の
基準抵抗13の並列挿入が解かれて第１の基準電圧VR−１
が与えられることになる。
してコンパレータ18の出力端子に接続されている。コン
パレータ18の（＋）入力端子は抵抗19を介して前段駆動
トランジスタ７のベースに接続されると共にコンデンサ
20と抵抗21との並列接続を介してグラウンドされ、これ
により、駆動信号VIの印加で、コンデンサ20および抵抗
19ならびに抵抗21で定まる時定数で立ち上る（＋）入力
電圧VCが（＋）入力端子に与えられる。コンパレータ18
の（−）入力端子は比較増幅器５の（＋）入力端子に接
続され、これにより、第１の基準電圧VR−１または第２
の基準電圧VR−２が（−）入力端子に与えられる。この
ようなコンパレータ18は、スイッチングトランジスタ16
を、（＋）入力電圧VCが第１の基準電圧VR−１に達する
ことでオンさせ、それが第２の基準電圧VR−２以下にな
ることでオフさせる。スイッチングトランジスタ16のオ
ン状態では、一方の基準抵抗12に他方の基準抵抗13が並
列に挿入されて第１の基準電圧VR−１よりも低い第２の
基準電圧VR−２が与えられ、そのオフ状態では、他方の
基準抵抗13の並列挿入が解かれて第１の基準電圧VR−１
が与えられることになる。
上述の比較増幅器５の（−）入力端子と出力端子との間
には、コンデンサ22とツェナーダイオード23との並列接
続が挿入されている。コンデンサ22は位相補償用であ
る。ツェナーダイオード23は比較増幅器５の電圧リミッ
タとして機能し、前段駆動トランジスタ７に対する制御
開始時のバイアスのかけすぎを抑制して、ソレノイド10
に流れる電流Ｉのオーバーシュートを小さくする。
には、コンデンサ22とツェナーダイオード23との並列接
続が挿入されている。コンデンサ22は位相補償用であ
る。ツェナーダイオード23は比較増幅器５の電圧リミッ
タとして機能し、前段駆動トランジスタ７に対する制御
開始時のバイアスのかけすぎを抑制して、ソレノイド10
に流れる電流Ｉのオーバーシュートを小さくする。
第２図は第１図の構成の動作タイムチャートで、図中の
符号は第１図の構成の同符号の信号に対応している。な
お、電流ＩにおけるIaは始動電流、Ibは保持電流であ
り、VRは第１の基準電圧VR−１および第２の基準電圧VR
−２の総括符号である。
符号は第１図の構成の同符号の信号に対応している。な
お、電流ＩにおけるIaは始動電流、Ibは保持電流であ
り、VRは第１の基準電圧VR−１および第２の基準電圧VR
−２の総括符号である。
以下第２図を併用して第１図の構成の動作を説明する。
駆動信号VIが入力されていない状態では、入力回路のス
イッチングトランジスタ３はオン状態であり、従って、
比較増幅器５の出力は前段駆動トランジスタ７に与えら
れず、ソレノイド10には電流は流れない。この状態で
は、コンパレータ18の（＋）入力電圧VCは略０であり、
トランジスタ16はオフ状態にある。従って、比較増幅器
５の（＋）入力端子には第１の基準電圧VR−１が与えら
れている。比較増幅器５の（−）入力電圧は０であるか
ら、比較増幅器５の出力電圧はソレノイド10に電流を流
そうとする方向に飽和している。この飽和電圧はツェナ
ーダイオード23でリミッティングされるので、スイッチ
ングトランジスタ３がオフした際に前段駆動トランジス
タ７に対するバイアス電流の流れすぎが防止され、ソレ
ノイド10に流れる電流Ｉのオーバーシュートが抑制され
る。
イッチングトランジスタ３はオン状態であり、従って、
比較増幅器５の出力は前段駆動トランジスタ７に与えら
れず、ソレノイド10には電流は流れない。この状態で
は、コンパレータ18の（＋）入力電圧VCは略０であり、
トランジスタ16はオフ状態にある。従って、比較増幅器
５の（＋）入力端子には第１の基準電圧VR−１が与えら
れている。比較増幅器５の（−）入力電圧は０であるか
ら、比較増幅器５の出力電圧はソレノイド10に電流を流
そうとする方向に飽和している。この飽和電圧はツェナ
ーダイオード23でリミッティングされるので、スイッチ
ングトランジスタ３がオフした際に前段駆動トランジス
タ７に対するバイアス電流の流れすぎが防止され、ソレ
ノイド10に流れる電流Ｉのオーバーシュートが抑制され
る。
駆動信号VIが入力されると、スイッチングトランジスタ
３はオフとなり、比較増幅器５の出力が前段駆動トラン
ジスタ７のベースに与えられ、後段駆動トランジスタ９
が動作してソレノイド10に始動電流Iaが流れはじめる。
始動電流Iaは、検出抵抗11の検出電圧VSが第１の基準電
圧VR−１に達するまで自由に立上り、その後、検出電圧
VSと第１の基準電圧VR−１との間の一致制御によって定
電流制御される。
３はオフとなり、比較増幅器５の出力が前段駆動トラン
ジスタ７のベースに与えられ、後段駆動トランジスタ９
が動作してソレノイド10に始動電流Iaが流れはじめる。
始動電流Iaは、検出抵抗11の検出電圧VSが第１の基準電
圧VR−１に達するまで自由に立上り、その後、検出電圧
VSと第１の基準電圧VR−１との間の一致制御によって定
電流制御される。
上記スイッチングトランジスタ３のオフで、コンパレー
タ18の（＋）入力電圧VCが、与えられた時定数に従って
立上る。（＋）入力電圧VCが第１の基準電圧VR−１に達
すると、コンパレータ18の出力はＨレベルとなり、トラ
ンジスタ16にベース電流が供給される。これによるトラ
ンジスタ16のオンで、比較増幅器５およびコンパレータ
18に与えられる基準電圧が第１の基準電圧VR−１からそ
れよりも低い第２の基準電圧VR−２になる。
タ18の（＋）入力電圧VCが、与えられた時定数に従って
立上る。（＋）入力電圧VCが第１の基準電圧VR−１に達
すると、コンパレータ18の出力はＨレベルとなり、トラ
ンジスタ16にベース電流が供給される。これによるトラ
ンジスタ16のオンで、比較増幅器５およびコンパレータ
18に与えられる基準電圧が第１の基準電圧VR−１からそ
れよりも低い第２の基準電圧VR−２になる。
第２の基準電圧VR−２になると、比較増幅器５は、検出
電圧VSと第２の基準電圧VR−２との間の一致制御を開始
し、その平均出力電圧を低下する。そのため、駆動トラ
ンジスタ７および９を介して、始動電流Iaはより低い値
の保持電流Ibとなるように制御される。
電圧VSと第２の基準電圧VR−２との間の一致制御を開始
し、その平均出力電圧を低下する。そのため、駆動トラ
ンジスタ７および９を介して、始動電流Iaはより低い値
の保持電流Ibとなるように制御される。
コンパレータ18の（＋）入力電圧VCは比較増幅器５の平
均出力電圧の低下に呼応して下がっていくが、その
（−）入力端子に印加される基準電圧が第２の基準電圧
VR−２となるので、コンパレータ18の出力は反転するこ
とはない。
均出力電圧の低下に呼応して下がっていくが、その
（−）入力端子に印加される基準電圧が第２の基準電圧
VR−２となるので、コンパレータ18の出力は反転するこ
とはない。
駆動信号VIの入力がなくなると、入力回路のスイッチン
グトランジスタ３がオンするので、駆動トランジスタ７
および９はオフとなり、ソレノイド10に対する通電が断
たれる。また、コンパレータ18は、スイッチングトラン
ジスタ３がオンすることでその（＋）入力電圧VCが第２
の基準電圧VR−２以下となり、その出力が反転する。こ
れによりトランジスタ16はオフとなり、基準電圧として
第１の基準電圧VR−１が再び比較増幅器５およびコンパ
レータ18に供給される。
グトランジスタ３がオンするので、駆動トランジスタ７
および９はオフとなり、ソレノイド10に対する通電が断
たれる。また、コンパレータ18は、スイッチングトラン
ジスタ３がオンすることでその（＋）入力電圧VCが第２
の基準電圧VR−２以下となり、その出力が反転する。こ
れによりトランジスタ16はオフとなり、基準電圧として
第１の基準電圧VR−１が再び比較増幅器５およびコンパ
レータ18に供給される。
第３図は始動電流に関して定電流制御を行なった場合と
自由に立上らせた無制御の場合との間の対応説明図で、
Ａは定電流制御の場合の電流変化、Ａ′は無制御の場合
の電流変化、Ｂは定電流制御の場合のソレノイド10によ
る磁束変化、Ｂ′は無制御の場合の磁束変化、Ｃは定電
流制御の場合に発生する力の変化、Ｃ′は無制御の場合
に発生する力の変化、Ｄは定電流制御の場合のバルブの
動きの変化、Ｄ′は無制御の場合のバルブの動きの変化
を示してる。図から明らかなように、始動電流に関して
その立ち上りの途中で一定電流としても、発生する力お
よびバルブの動きはほとんど変らない。なお、電流を一
定にした後も磁束が増加しているのは磁束の慣性によ
る。
自由に立上らせた無制御の場合との間の対応説明図で、
Ａは定電流制御の場合の電流変化、Ａ′は無制御の場合
の電流変化、Ｂは定電流制御の場合のソレノイド10によ
る磁束変化、Ｂ′は無制御の場合の磁束変化、Ｃは定電
流制御の場合に発生する力の変化、Ｃ′は無制御の場合
に発生する力の変化、Ｄは定電流制御の場合のバルブの
動きの変化、Ｄ′は無制御の場合のバルブの動きの変化
を示してる。図から明らかなように、始動電流に関して
その立ち上りの途中で一定電流としても、発生する力お
よびバルブの動きはほとんど変らない。なお、電流を一
定にした後も磁束が増加しているのは磁束の慣性によ
る。
以上述べた実施例において、望ましくは入力電圧範囲が
０ボルトまで使える演算増幅器（例えばNEC製のμPC125
IC）で比較増幅器５を構成する。このようにすれば、ソ
レノイド10に対する検出抵抗11の相対的抵抗値を小さく
することができ、例えば1/5以下にすることができる。
その結果、検出抵抗11の電力消費が低減し発熱が小とな
るので、検出抵抗の電力損失が低減されるばかりでな
く、耐熱に対する配慮が不要となり装置を小型化するこ
とができる。
０ボルトまで使える演算増幅器（例えばNEC製のμPC125
IC）で比較増幅器５を構成する。このようにすれば、ソ
レノイド10に対する検出抵抗11の相対的抵抗値を小さく
することができ、例えば1/5以下にすることができる。
その結果、検出抵抗11の電力消費が低減し発熱が小とな
るので、検出抵抗の電力損失が低減されるばかりでな
く、耐熱に対する配慮が不要となり装置を小型化するこ
とができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、保持電流に加えて
始動電流についても定電流制御を行なうこととしたの
で、ソレノイドを使用する例えば電磁弁等の応答を犠牲
にすることなく始動電流の最大値を低くすることがで
き、巻線損失の低減が可能となり、また、定電圧制御さ
れた基準電圧を用いるので、電源電圧の変動に拘らず電
磁弁等を安定に制御することが可能となる。更に、比較
増幅器の出力側と入力側との間に電圧リミッタとして機
能するツェナーダイオードをもうけているので、前段駆
動トランジスタに対する制御開始時のバイアスのかけす
ぎを抑制して、ソレノイドに流れる電流のオーバーシュ
ートを小さくすることができ、また、前段駆動トランジ
スタのコレクタ電流の上限を制限する電流制限回路をも
うけているので、後段駆動トランジスタの極端な飽和を
防止することができるなどの効果を奏する。
始動電流についても定電流制御を行なうこととしたの
で、ソレノイドを使用する例えば電磁弁等の応答を犠牲
にすることなく始動電流の最大値を低くすることがで
き、巻線損失の低減が可能となり、また、定電圧制御さ
れた基準電圧を用いるので、電源電圧の変動に拘らず電
磁弁等を安定に制御することが可能となる。更に、比較
増幅器の出力側と入力側との間に電圧リミッタとして機
能するツェナーダイオードをもうけているので、前段駆
動トランジスタに対する制御開始時のバイアスのかけす
ぎを抑制して、ソレノイドに流れる電流のオーバーシュ
ートを小さくすることができ、また、前段駆動トランジ
スタのコレクタ電流の上限を制限する電流制限回路をも
うけているので、後段駆動トランジスタの極端な飽和を
防止することができるなどの効果を奏する。
第１図は本発明によるソレノイド駆動装置の一実施例を
示す構成図、第２図は第１図の構成の動作タイムチャー
ト、第３図は始動電流に関して定電流制御を行なった場
合と自由に立上らせた無制御の場合との間の対応説明
図、第４図は従来技術における制御装置の出力電流の説
明図である。 2:フォトカップラ 3,16:スイッチングトランジスタ 5:比較増幅器 7:前段駆動トランジスタ 8:電流制限回路 9:後段駆動トランジスタ 10:ソレノイド 11:検出抵抗 12:第１の基準抵抗 13:第２の基準抵抗 14:ツェナーダイオード 18,23:コンパレータ 19,21:抵抗 20:コンデンサ
示す構成図、第２図は第１図の構成の動作タイムチャー
ト、第３図は始動電流に関して定電流制御を行なった場
合と自由に立上らせた無制御の場合との間の対応説明
図、第４図は従来技術における制御装置の出力電流の説
明図である。 2:フォトカップラ 3,16:スイッチングトランジスタ 5:比較増幅器 7:前段駆動トランジスタ 8:電流制限回路 9:後段駆動トランジスタ 10:ソレノイド 11:検出抵抗 12:第１の基準抵抗 13:第２の基準抵抗 14:ツェナーダイオード 18,23:コンパレータ 19,21:抵抗 20:コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】駆動信号を入力する入力回路と、 ソレノイドに流れる電流を検出し、それを表わす検出電
圧を与える検出抵抗と、 前記駆動信号に応答し、定電圧制御された第１の基準電
圧およびこれよりも低い第２の基準電圧を供給する基準
電圧供給手段であって、前記第１の基準電圧を前記駆動
信号の入力後所定時間まで供給し、前記第２の基準電圧
を前記駆動信号の入力後前記所定時間から前記駆動信号
が与えられなくなるまで供給する前記基準電圧供給手段
と、 前記駆動信号に応答し、出力として第１の制御出力また
は第２の制御出力を与える比較増幅回路手段であって、
前記検出電圧と前記第１または第２の基準電圧とを入力
し、前記第１の基準電圧の入力で前記第１の基準電圧と
前記検出電圧との間の差を零にするための前記第１の制
御出力を与え、前記第２の基準電圧の入力で前記第２の
基準電圧と前記検出電圧との間の差を零にするための前
記第２の制御出力を与える前記比較増幅回路手段と、 前記第１および第２の制御出力に応答し、前記第１の制
御出力に従って前記ソレノイドの始動電流を一定値に制
御し、前記第２の制御出力に従って前記始動電流よりも
低い別の一定値に前記ソレノイドの保持電流を制御する
駆動回路手段とを有し、 前記比較増幅回路手段が、 前記検出電圧と前記第１または第２の基準電圧とを入力
し、前記第１または第２の制御出力を与える比較増幅器
と、 前記比較増幅器の入力側と出力側との間に挿入された電
圧リミッタとして機能するツェナーダイオードとを含
み、 前記基準電圧供給手段が、 前記駆動信号が与えられている間前記比較増幅器の制御
出力を受け、前記駆動信号の入力から前記所定時間の経
過で前記第１の基準電圧を越える電圧信号を与え、前記
駆動信号が入力されなくなった時に前記第２の基準電圧
よりも低い電圧信号を与える時定数回路と、 前記時定数回路の電圧信号と前記第１または第２の基準
電圧とを入力し、前記時定数回路の電圧信号が前記第１
の基準電圧を越えたときに、前記第１の基準電圧を前記
第２の基準電圧に切換えるための第１の切換出力を与
え、前記時定数回路の電圧信号が前記第２の基準電圧よ
りも低くなったときに、前記第２の基準電圧を前記第１
の基準電圧に切換えるための第２の切換出力を与えるコ
ンパレータと、 前記コンパレータの第１および第２の切換出力に応答
し、前記比較増幅器および前記コンパレータに、前記第
１の切換出力が与えられることで前記第２の基準電圧を
与え、前記第２の切換出力が与えられることで前記第１
の基準電圧を与える基準電圧回路とを含み、 前記駆動回路手段が、 ベースが前記比較増幅器の出力側に接続された前段駆動
トランジスタと、 前記前段駆動トランジスタによって駆動され前記ソレノ
イドに駆動電流を与える後段駆動トランジスタと、 前記前段駆動トランジスタのコレクタと電源との間に挿
入され前記前段駆動トランジスタのコレクタ電流の上限
を制限する電流制限回路とを含むことを特徴とするソレ
ノイド駆動回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59265415A JPH0746651B2 (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | ソレノイド駆動装置 |
| KR1019850007888A KR890003870B1 (ko) | 1984-12-18 | 1985-10-25 | 솔레노이드 구동장치 |
| US06/793,240 US4679116A (en) | 1984-12-18 | 1985-10-31 | Current controlling device for electromagnetic winding |
| GB08527004A GB2168558B (en) | 1984-12-18 | 1985-11-01 | Current controlling device for electromagnetic windings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59265415A JPH0746651B2 (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | ソレノイド駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61144476A JPS61144476A (ja) | 1986-07-02 |
| JPH0746651B2 true JPH0746651B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=17416842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59265415A Expired - Lifetime JPH0746651B2 (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | ソレノイド駆動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4679116A (ja) |
| JP (1) | JPH0746651B2 (ja) |
| KR (1) | KR890003870B1 (ja) |
| GB (1) | GB2168558B (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4833565A (en) * | 1987-02-19 | 1989-05-23 | Westinghouse Electric Corp. | Electromagnetic contactor with algorithm controlled closing system |
| US4878147A (en) * | 1987-08-05 | 1989-10-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electromagnetic coil drive device |
| KR910003489B1 (ko) * | 1987-10-02 | 1991-06-01 | 지이제루 기기 가부시기가이샤 | 구동회로 |
| DE3739295C1 (de) * | 1987-11-20 | 1989-04-20 | Triumph Adler Ag | Verfahren zur Rueckpralldaempfung bei Druckhammermagneten in Schreib- oder aehnlichen Bueromaschinen |
| DE68913931T2 (de) * | 1988-12-13 | 1994-06-30 | Seiko Epson Corp | Vorrichtung zur Steuerung einer Punktdrucknadel. |
| DE3923477A1 (de) * | 1989-07-15 | 1991-01-24 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur steuerung der ankerbewegung von schaltmagneten |
| US5055961A (en) * | 1989-11-06 | 1991-10-08 | Caterpillar Industrial Inc. | Flyback current dampening apparatus |
| US5094332A (en) * | 1990-12-31 | 1992-03-10 | Dana Corporation | Digital control system for electromagnetic clutch |
| US5546268A (en) * | 1994-07-28 | 1996-08-13 | Eaton Corporation | Electromagnetic device with current regulated closure characteristic |
| US5796223A (en) * | 1996-07-02 | 1998-08-18 | Zexel Corporation | Method and apparatus for high-speed driving of electromagnetic load |
| US5740003A (en) * | 1996-09-19 | 1998-04-14 | General Electric Company | Circuit breaker shunt trip accessory with mechanical override |
| WO1998031034A1 (de) * | 1997-01-09 | 1998-07-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Reduktion der einschaltzeit bei elektronisch gesteuerten schützen |
| DE19849684A1 (de) * | 1998-10-28 | 2000-05-04 | Abb Patent Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines elektromechanischen Relais |
| DE19959775A1 (de) * | 1999-12-07 | 2001-06-13 | Siemens Ag | Verfahren zur Unterspannungs-Überwachung einer Netzspannung und Unterspannungsauslöser |
| DE10022722C5 (de) * | 2000-05-10 | 2008-07-10 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Sicherheitsschaltgerät zum sicheren Ein- und Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers |
| EP1840922B1 (en) * | 2006-03-30 | 2008-07-16 | Alcatel Lucent | Electrical circuit for a self-retaining relay |
| US8056695B2 (en) * | 2008-07-10 | 2011-11-15 | Deere & Company | Adaptive soft start system for mower blade clutch engagement |
| WO2011095224A1 (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Controlling circuit for an electromagnetic switching device |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2242758B1 (ja) * | 1973-09-05 | 1976-06-18 | Peugeot & Renault | |
| FR2284037A1 (fr) * | 1974-09-09 | 1976-04-02 | Peugeot & Renault | Procede et dispositif de commande d'un injecteur electromagnetique |
| DE2828678A1 (de) * | 1978-06-30 | 1980-04-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und einrichtung zum betrieb eines elektromagnetischen verbrauchers, insbesondere eines einspritzventils in brennkraftmaschinen |
| DE2932859A1 (de) * | 1979-08-14 | 1981-03-26 | Robert Bosch Gmbh, 70469 Stuttgart | Einrichtung zum steuern des stromes durch einen induktiven verbraucher, insbesondere ein magnetventil im kraftstoffzumesssystem einer brennkraftmaschine |
| US4327693A (en) * | 1980-02-01 | 1982-05-04 | The Bendix Corporation | Solenoid driver using single boost circuit |
| DE3047488A1 (de) * | 1980-12-17 | 1982-07-22 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Elektronische schaltungsanordnung fuer ein elektromagnetisches schaltgeraet |
| US4358812A (en) * | 1981-02-04 | 1982-11-09 | Motorola, Inc. | Driver circuit for use with inductive loads or the like |
| JPS5851233A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-03-25 | Hitachi Ltd | 燃料噴射弁駆動回路 |
| JPS5851410U (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-07 | 株式会社富士通ゼネラル | ソレノイド駆動回路 |
| DE3139987A1 (de) * | 1981-10-08 | 1983-04-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Steuereinrichtung fuer einen elektromagnetischen verbraucher in einem kraftfahrzeug, insbesondere ein magnetventil oder ein stellmagnet |
| US4516185A (en) * | 1983-09-30 | 1985-05-07 | Siemens-Allis, Inc. | Time ratio control circuit for contactor or the like |
| US4536818A (en) * | 1984-03-02 | 1985-08-20 | Ford Motor Company | Solenoid driver with switching during current decay from initial peak current |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP59265415A patent/JPH0746651B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-10-25 KR KR1019850007888A patent/KR890003870B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-10-31 US US06/793,240 patent/US4679116A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-11-01 GB GB08527004A patent/GB2168558B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR860005403A (ko) | 1986-07-21 |
| GB8527004D0 (en) | 1985-12-04 |
| GB2168558B (en) | 1988-12-21 |
| GB2168558A (en) | 1986-06-18 |
| JPS61144476A (ja) | 1986-07-02 |
| KR890003870B1 (ko) | 1989-10-05 |
| US4679116A (en) | 1987-07-07 |
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